專利名稱：鋰離子電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將保持電解質(zhì)的隔板夾在其間，正極和負(fù)極對向配置形成的鋰離子電池；更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及正極、負(fù)極和隔板相互粘接的電池的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，對于便攜式電子儀器小型化和輕量化的需求極大。其實(shí)現(xiàn)主要依賴于電池性能的提高。對此進(jìn)行了各種電池的開發(fā)和改進(jìn)。電池所要求的特性有高電壓、高能量密度、安全性和形狀的任意性等。迄今已有的電池中，鋰離子電池是可以實(shí)現(xiàn)高電壓和高能量密度最值得期待的二次電池，現(xiàn)在還在對其進(jìn)行廣泛改進(jìn)。
這種鋰離子電池的主要構(gòu)成要素有正極板、負(fù)極板和夾在其間的離子傳導(dǎo)層。現(xiàn)在供實(shí)用的鋰離子電池中，正極使用在集電體上涂布鋰鈷氧化物等活性物質(zhì)粉末后制成板狀的物體，負(fù)極使用同樣將炭素材料粉末活性物質(zhì)涂布在集電體上后制成板狀的物體。而離子傳導(dǎo)層使用夾置在其間的聚丙烯等多孔膜，其中充滿非水電解液的物體。
對于現(xiàn)在的鋰離子電池，作為使正極—隔板—負(fù)極之間保持電和機(jī)械接合的方法，在美國專利US5437692中公開了將電極和隔板用液體混合物粘接的方法。而美國專利US5456000中公開了將集電體、隔板和電極層疊在一起的方法。
但是，上述已有技術(shù)都涉及在一片隔板的兩面設(shè)置正極和負(fù)極的結(jié)構(gòu)，在設(shè)置不齊的情況下，正極和負(fù)極之間有發(fā)生短路的危險(xiǎn)。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，一般使隔板的面積大于電極的面積，但是這又妨礙電池的小型化。而且在其制造工序中，在一片隔板的兩面上準(zhǔn)確設(shè)置正極和負(fù)極也不是一件簡單的事情。
本發(fā)明是為解決上述問題而完成的，所以本發(fā)明提供的鋰離子電池及其制造方法，能夠容易地造出小型化且電極之間難于產(chǎn)生短路的鋰離子電池。
發(fā)明的公開本發(fā)明的第一種鋰離子電池的制造方法，在所說的電池中隔板處于相對設(shè)置的正極和負(fù)極之間，其中包括進(jìn)行以下工序單獨(dú)將各隔板固定的工序，使所說的隔板至少覆蓋所說的正極和負(fù)極的上述相對面；以及將被所說的隔板覆蓋的正極和負(fù)極的各隔板面之間重疊固定的工序。這樣一來，正極和負(fù)極的相對面由于分別被各隔板覆蓋，所以正極和負(fù)極在重疊時很難產(chǎn)生偏移，而且即使在重疊時產(chǎn)生偏移，因?yàn)閮呻姌O的相對面被隔板覆蓋，所以在電極之間很難產(chǎn)生短路。此外也不必使隔板的面積大于電極的面積。
本發(fā)明的第二種鋰離子電池的制造方法，是指上述第一種方法中，正極和負(fù)極與各隔板之間是分別粘接固定的，所以電極與隔板之間更難產(chǎn)生偏移。
本發(fā)明的第三種鋰離子電池的制造方法，是指在上述第二方法中，正極和負(fù)極與各隔板之間粘接都是使用1，1-二氟乙烯或乙烯醇的均聚物或共聚物進(jìn)行的，因?yàn)?，1-二氟乙烯或乙烯醇的均聚物或共聚物在電解液中難溶且穩(wěn)定，因而優(yōu)選。
本發(fā)明的第四種鋰離子電池的制造方法，是指在上述第一種方法中，由于重疊的各隔板面之間是粘接在一起的，所以隔板之間很難產(chǎn)生偏移。
本發(fā)明的第五種鋰離子電池的制造方法，是指在上述第四種方法中，各隔板面之間的粘接是通過多孔膜進(jìn)行的，孔的部分不粘接，所以隔板上的孔均被粘接劑覆蓋，因而能夠防止對于離子的傳導(dǎo)性產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明的第六種鋰離子電池的制造方法，是指上述第四種方法中，各隔板面之間的粘接是利用加熱或加壓的方法進(jìn)行的，不需要粘接劑，所以能夠簡化制造工序。
本發(fā)明的第一種鋰離子電池，是備有以下電極層疊體的電池，在所說的電極層疊體中，正極和負(fù)極之間具有至少兩片隔板，在上述正極和負(fù)極與隔板之間以及各隔板之間均有粘接層。
本發(fā)明的第二種鋰離子電池，是上述第一種電池中具有數(shù)層電極層疊體的電池。
本發(fā)明的第三種鋰離子電池，是指上述第二種電池中的數(shù)層電極層疊體是由兩面粘接有隔板的正板和負(fù)極交互層疊而成的。
本發(fā)明的第四種鋰離子電池，是指上述第二種電池中的數(shù)層電極層疊體，由兩面粘接有隔板的帶狀正極和負(fù)極，以正極和負(fù)極交互設(shè)置的方式盤卷而成的。
本發(fā)明的第一種至第四種鋰離子電池，由于在制作電極層疊體時，正極和負(fù)極的相對面均單獨(dú)由各隔板覆蓋，所以能夠使正極和負(fù)極重合而不產(chǎn)生偏移，而且即使在產(chǎn)生偏移的情況下，由于兩種電極的相對面均被隔板覆蓋，所以在電極之間也難產(chǎn)生短路。此外，也無需使隔板的面積大于電極面積。因此，對于具有數(shù)層層疊體的積層電極型電池而言，能夠容易地制造出小型化、電極間很難產(chǎn)生短路、電池容量大和實(shí)用的鋰離子電池。
附圖的簡要說明附圖1和2是表示用本發(fā)明第一種實(shí)施方式得到的鋰離子電池主要部分的斷面示意圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，按照


本發(fā)明的實(shí)施方式。
附圖1和2是表示本發(fā)明第一種實(shí)施方式鋰離子電池主要部分的斷面示意圖。
附圖1和附圖2中，1是正極，2是負(fù)極，10是固定有正極的隔板，20是固定有負(fù)極的隔板，3是粘接層。其中示出的是具有以下數(shù)層的電極層疊體，即在正極1和負(fù)極2之間至少有兩片隔板10和20，在上述正極1和負(fù)極2與隔板10和20之間以及在隔板10和20之間均有粘接層。
附圖1表示將兩面粘接有隔板10的正極1與兩面粘接有隔板20的負(fù)極2交互層疊，并粘接隔板之間的結(jié)構(gòu)；附圖2表示將兩面粘接有隔板10的帶狀正極1與兩面粘接有隔板20的帶狀負(fù)極2交互層疊盤卷使正極1和負(fù)極2交互配置，并將隔板面之間粘接的結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明一種實(shí)施方式的鋰離子電池的制造方法，所說的電池是將隔板設(shè)置在中間，使正極和負(fù)極對向配置制成例如如附圖1和附圖2所示的鋰離子電池，其中包括分別單獨(dú)固定隔板10和20，至少將正極1和負(fù)極2的相對面覆蓋的工序，以及將被隔板10和20覆蓋的正極1和負(fù)極2的隔板面之間重疊固定的工序。這樣一來，由于正極1和負(fù)極2的相對面分別被單獨(dú)的隔板10和20所覆蓋，使正極1和負(fù)極2重疊時很難產(chǎn)生偏移，而且即使在產(chǎn)生偏移的情況下，兩電極的相對面也因被隔板所覆蓋而很難在電極之間產(chǎn)生短路。此外，隔板的面積也不必大于電極面積。
其中作為用隔板覆蓋正極和負(fù)極的方法，只要是用隔板固定電極，至少使正極和負(fù)極的活性物質(zhì)表面上與對電極相對的部分被覆蓋，就可以采用，例如有用隔板包裹成袋狀的方法，以及用電極的兩面夾住隔板，在電極外周將隔板之間粘接的方法等。
正極和負(fù)極與隔板分別被粘接固定的情況下，各電極與隔板的固定更牢固。關(guān)于粘接方法雖然沒有特別限制，但是采用的方法最好能夠確保粘接時具有充分的離子傳導(dǎo)性，而且在粘接面整個表面上產(chǎn)生粘接劑涂布不均的不均勻性小。在離子的傳導(dǎo)性不足和粘接劑涂布不均的情況下充放電特性變劣。粘接劑可以使用不溶于電解液中的各種物質(zhì)。關(guān)于粘接劑并沒有特別限制，可以使用合成橡膠類樹脂、主鏈中含有聚乙烯醇的樹脂等含溶劑的粘接劑，以及環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂等反應(yīng)型粘接劑。尤其是1，1-二氟乙烯或乙烯醇的均聚物或共聚物，因難于與電解液反應(yīng)而穩(wěn)定所以優(yōu)選。作為1，1-二氟乙烯的共聚物，有1，1-二氟乙烯與例如六氟丙烯、四氟乙烯等含氟單體的共聚物，但是并沒有特別限制。而且，在這種1，1-二氟乙烯或乙烯醇的均聚物或共聚物中，也可以混合其他高分子有機(jī)化合物、低分子有機(jī)化合物和無機(jī)化合物等對電池特性不產(chǎn)生不利影響的物質(zhì)。
將被隔板覆蓋的正極和負(fù)極疊層的方法，是使正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)對向設(shè)置重疊的方法。既可以制成附圖1所示的平板狀重疊的結(jié)構(gòu)或者附圖2所示的卷筒型結(jié)構(gòu)，也可以制成這些結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。而且還可以制成具有一層電極層疊體的單層結(jié)構(gòu)。重疊操作時必須使正極和負(fù)極之間盡可能不出現(xiàn)間隙。
使隔板面之間重疊固定的方法有使用框架、夾板或膠帶等固定電極的方法，若將被重疊的隔板面之間粘接，則隔板之間很難產(chǎn)生偏移，所以是更有效的方法。
粘接隔板的相對面的方法，雖然可以將隔板的四周或全部粘接，但是一般而言在隔板之間的粘接部分離子的傳導(dǎo)性往往降低，所以這種情況下采用的粘接方法，應(yīng)當(dāng)能夠確保粘接面積處于5mm2以下的粘接部分分布在隔板相對面的全部表面上或者能夠確保離子的傳導(dǎo)性，或者優(yōu)選在存在活性物質(zhì)以外的部分表面上進(jìn)行粘接。若局部缺乏離子傳導(dǎo)性的部分存在于與活性物質(zhì)相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，則會對電池特性產(chǎn)生不利影響。
隔板面的粘接往往會使隔板上的通孔在全部面積中所占的比例減小，所以粘合后通孔在全部面積中所占的比例至少應(yīng)為10％，優(yōu)選30％以上。
如果借助于具有多個孔的薄膜對隔板面之間進(jìn)行粘接，則因?yàn)榭撞糠治幢徽辰?，所以能夠防止因隔板上通孔被粘接劑全部覆蓋而對離子的傳導(dǎo)性產(chǎn)生的不利影響。所用的薄膜是其表面能夠與隔板表面粘接，而且必須是對電解液不溶性的物質(zhì)?？梢允褂糜删郾⒕垡蚁┑葻崴苄詷渲蜔峤宦?lián)性樹脂制成的多孔膜和網(wǎng)等。
利用加熱或加壓將隔板面之間進(jìn)行粘接，因不使用粘接劑而能夠簡化制造工序。粘接面既可以僅是隔板的四周部分，也可以是全部表面。對于加熱或加壓的手段沒有特別限制，可以采用壓機(jī)和軋輥。加熱溫度，應(yīng)當(dāng)處于50℃至120℃范圍內(nèi)。50℃以下粘接困難，而120℃以上隔板受損，所以不優(yōu)選。適用的壓力數(shù)值雖然取決于溫度，但是壓力在5～150千克重/厘米2范圍內(nèi)時，優(yōu)選粘接面上的不均勻性盡可能小。壓力過小時，因隔板之間不能充分接觸而不能進(jìn)行良好的粘接。反之壓力過大時，因隔板的多孔結(jié)構(gòu)被破壞而損害電池的性能，所以也不優(yōu)選。
隔板只要是絕緣性的多孔膜、網(wǎng)、無紡布等而且又有足夠的強(qiáng)度，都可以使用。雖然沒有特別限制，但是從確保粘接性和安全性等觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用由聚丙烯和聚乙烯等制成的多孔膜。為了確保離子的傳導(dǎo)性必須有通孔，而且通孔在全部面積中所占的比例至少應(yīng)當(dāng)10％以上，優(yōu)選30％以上。
電極例如可以使用例如在集電體上涂布有活性物質(zhì)的電極。
正極活性物質(zhì)，可以使用例如其中攙雜各種添加元素如鈷、錳、鎳等過渡金屬的氧化物、硫化物或其絡(luò)合物。而負(fù)極活性物質(zhì)優(yōu)選使用炭素材料，在本發(fā)明中雖然優(yōu)選使用炭素材料，但是在本發(fā)明的電池中只要與化學(xué)特性無關(guān)就都可以使用。這些活性物質(zhì)可以使用粒狀的。粒徑處于0.3～20μm的可以使用。特別優(yōu)選的粒徑范圍是1～5μm。粒徑過小的情況下，粘接時因被粘接劑覆蓋的活性物質(zhì)的覆蓋表面積變得過大，充放電時不能高效進(jìn)行鋰離子的摻雜和脫雜，電池特性降低。而粒徑過大時，難于薄膜化，使填充密度降低，所以也不好。
集電體雖然只要在電池內(nèi)是穩(wěn)定的金屬就可以使用，但是正極優(yōu)選鋁，而負(fù)極優(yōu)選使用銅。集電體的形狀，呈箔狀、網(wǎng)狀、金屬網(wǎng)等都可以使用。
正極和負(fù)極使用的隔板種類可以不同，例如一電極使用強(qiáng)度大且通孔直徑也大的材料，另一電極使用加熱時熔融性能優(yōu)良的材料，這種方法容易進(jìn)行加熱和加壓粘接操作，而且能夠確保機(jī)械強(qiáng)度和離子的傳導(dǎo)性。
以下就本發(fā)明鋰離子電池的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)說明，當(dāng)然本發(fā)明并不受其限制。實(shí)施例1(正極的制作)制備含有87重量％LiCoO2、8重量％石墨粉(龍澤(ロンザ)(株)制造，商品名KS-6)、5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)粘合劑樹脂的正極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布在厚度20μm的鋁箔上使厚度約達(dá)100μm，制成正極。
(負(fù)極的制作)制備含有95重量％中間相微珠炭(メソフェ-ズマイクロビ-ズカ-ボン)(Mesophase Microbeads Carbon，大阪氣體(株)制造)和5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)粘合劑樹脂的負(fù)極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布在厚度12μm的銅箔上使厚度約達(dá)100μm，制成負(fù)極。
(電池的制作)將正極和負(fù)極切成5厘米×4厘米的矩形，裝上集電端子。將隔板(赫斯特塞拉尼茲(ヘキストセラニ-ズ)(株)制造，商品名塞爾加多(セルガ-ド)#2400)切成11厘米×5厘米的矩形，對折后夾入電極，端部用粘接劑(住友斯里恩(スリ-ェム)(株)制，商品名Scotch-Grip4693)粘接。然后將兩電極重疊，插入被加工成圓筒形的鋁層疊膜中固定，充分干燥后，向其中注入按如下方法制成的電解液將六氟磷酸鋰(東京化成工業(yè)株式會社制造)溶解在由碳酸乙烯酯(關(guān)東化學(xué)株式會社制造)和1，2-二甲氧基乙烷(和光純藥工業(yè)株式會社制造)按1∶1(非摩爾比)組成的混合溶劑中制成濃度達(dá)1.0摩爾/升，然后用鋁層疊膜密封制成電池。
所制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到80Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的90％這一高數(shù)值。實(shí)施例2將切成5厘米×4厘米的矩形，噴涂了少量稀釋的粘接劑(住友斯里恩(株)制，商品名Scotch-Grip 4693)后的隔板(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)，分別粘接在與實(shí)施例1同樣被切成5厘米×4厘米矩形并裝上集電端子的電極相對面上。然后將相對面上分別單獨(dú)粘接有隔板的兩電極的隔板面之間重疊，插入被加工成圓筒形的鋁層疊膜中固定，充分干燥后，向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液后，將鋁層疊膜密封制成電池。
所制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到106Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的60％這一高數(shù)值。實(shí)施例3使用與實(shí)施例2同樣制成的、相對面上分別單獨(dú)粘接有隔板的電極，在與正極粘接的隔板表面上再涂布少量粘接劑(住友斯里恩(株)制，商品名Scotch-Grip 4693)，將其與負(fù)極的隔板面重疊使正極和負(fù)極粘接在一起。將其插入被加工成圓筒形的鋁層疊膜中，充分干燥后，向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液，然后將鋁層疊膜密封制成電池。
所制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到100Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的60％這一高數(shù)值。實(shí)施例4在與實(shí)施例1同樣的切成5厘米×4厘米矩形并裝上集電端子的正極和負(fù)極的相對面上，各涂布聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)在N-甲基吡咯烷酮中的10重量％溶液，分別單獨(dú)在其上粘接被切成5厘米×4厘米矩形的隔板(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)。在真空干燥下使電極與隔板粘接在一起。再于此正極的隔板表面上涂布聚偏氟乙烯溶液，與負(fù)極的隔板粘接后真空干燥，使兩電極粘接在一起。然后將其插入加工成圓筒形的鋁層疊膜中，充分干燥后，向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液后，將鋁層疊膜密封制成電池。
制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到80Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的65％這一高數(shù)值。實(shí)施例5拉伸聚乙烯膜制成聚乙烯多孔膜。在此聚乙烯膜兩表面上涂布聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的10重量％NPM溶液，將其夾在與實(shí)施例4同樣制作的、分別單獨(dú)粘接有隔板的正極和負(fù)極的隔板之間。將其真空干燥使兩電極粘接在一起。將其插入加工成圓筒形的鋁層疊膜中充分干燥后，向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液，進(jìn)而將鋁層疊膜密封制成電池。
制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到75Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的50％這一高數(shù)值。實(shí)施例6將與實(shí)施例2同樣制作的粘接有隔板的正極和負(fù)極的隔板面之間重疊在一起，使之通過95℃、壓力5千克/厘米2的輥壓機(jī)。若要保證電極表面具有足夠平面性則將隔板面之間粘接。經(jīng)80℃下真空干燥后，將其插入加工成圓筒形的鋁層疊膜中充分干燥，進(jìn)而向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液，接著將鋁層疊膜密封制成電池。
制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到80Wh/千克。在電流值C/2下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的60％這一高數(shù)值。實(shí)施例7在與實(shí)施例4同樣制作的、分別單獨(dú)粘接有隔板的正極和負(fù)極的隔板之間，夾入聚乙烯膜拉伸后立即經(jīng)等離子處理制成的聚乙烯多孔膜使之重疊在一起，通過95℃、壓力5千克/厘米2的輥壓機(jī)將其粘接起來。經(jīng)80℃下真空干燥后，將其插入加工成圓筒形的鋁層疊膜中充分干燥，進(jìn)而向其中注入與實(shí)施例1同樣的電解液，接著將鋁層疊膜密封制成電池。
制成電池的電池特性，其重量能量—密度可以達(dá)到60Wh/千克。在電流值C/4下經(jīng)200次充放電后，充電容量仍能保持初期的60％這一高數(shù)值。實(shí)施例8在上述各實(shí)施例中，說明了單層型鋰離子電池的制造，這種電池具有一層將隔板置于相對設(shè)置的正極和負(fù)極之間形成的單層電極層疊體。但是具有數(shù)層上述電極層疊體的多層型鋰離子電池也能同樣加以制造。
以下說明這種多層型鋰離子電池的制造方法，這種電池具有將兩面粘接有隔板10和20的正極1和負(fù)極2交互層疊而成的平板狀積層結(jié)構(gòu)。
(正極的制作)制備含有87重量％LiCoO2、8重量％石墨粉(龍澤(株)制造，商品名KS-6)、5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的正極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布成厚度300μm的帶狀活性物質(zhì)膜。在其上放置作為正極集電體使用的30μm厚帶狀鋁網(wǎng)，進(jìn)而用刀涂法在其上涂布正極活性物質(zhì)糊，使厚度達(dá)300μm。將其放入60℃干燥機(jī)中60分鐘制成半干狀態(tài)，形成層疊體。壓延此層疊體，使之厚度達(dá)400μm，制成在正極集電體上層疊有正極活性物質(zhì)層的帶狀正極1。
(負(fù)極的制作)
制備含有95重量％中間相微珠炭(メソフェ-ズマイクロビ-ズカ-ボン)(Mesophase Microbeads Carbon，大阪氣體(株)制造)和5重量％聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的負(fù)極活性物質(zhì)糊，用刀涂法將其涂布成厚度300μm的帶狀活性物質(zhì)膜。在其上部放置作為負(fù)極集電體使用的厚度20μm的帶狀銅網(wǎng)，進(jìn)而用刀涂法在其上部涂布負(fù)極活性物質(zhì)糊，調(diào)整涂布厚度為300μm。將其放置在60℃干燥機(jī)中60分鐘，制成半干狀態(tài)層疊體。壓延此層疊體至400μm厚，制成在負(fù)極集電體上層疊有負(fù)極活性物質(zhì)層的帶狀負(fù)極2。
(電池的制作)在兩條由被盤卷成卷筒狀的多孔性聚丙烯薄片(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)制成的2片帶狀隔板10的單面上，各涂布聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的10重量％NMP溶液，將帶狀正極1夾在隔板的涂布面之間緊密粘接后，真空干燥。
按照同樣方法，在兩條由被盤卷成卷筒狀的多孔性聚丙烯薄片(赫斯特塞拉尼茲(株)制造，商品名塞爾加多#2400)制成的2片帶狀隔板20的單面上，各涂布聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的10重量％NMP溶液，將帶狀負(fù)極2夾在隔板的涂布面之間緊密粘接后，真空干燥。
接著將兩面粘接有隔板的正極1和負(fù)極2剪切成預(yù)定尺寸，在此剪切成預(yù)定尺寸的正極1(或負(fù)極)的一個隔板10面上，涂布作為粘接劑使用的聚偏氟乙烯(吳羽化學(xué)工業(yè)(株)制造，商品名KF1100)的10重量％NMP溶液，然后與剪切成預(yù)定尺寸的負(fù)極2(或正極)的一個隔板面粘合在一起，接著在被剪切成預(yù)定尺寸的正極1(或負(fù)極)的一個隔板10面上涂布同樣的粘接劑，使此隔板的粘接劑涂布面粘接在事先粘接了負(fù)極2(或正極)的另一隔板20面上。重復(fù)此操作多次，制成具有數(shù)層電極層疊體的電池體，一邊對此電池體加壓一邊真空干燥，制成具有附圖1所示平板狀積層結(jié)構(gòu)的電池結(jié)構(gòu)物。
將此平板狀積層結(jié)構(gòu)電池體中正極集電體和負(fù)極集電體的各自端部連接在集電接點(diǎn)上，分別將正極之間和負(fù)極之間點(diǎn)焊起來，使上述平板積層結(jié)構(gòu)電池體形成電路并聯(lián)。
將此平板狀積層結(jié)構(gòu)電池體浸漬在電解液(將六氟磷酸鋰溶解在碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的摩爾比1∶1混合溶劑中，制成1.0摩爾/升濃度)中后，熱封入鋁層疊膜制成的袋中，制成具有平板狀積層結(jié)構(gòu)電池體的鋰離子二次電池。實(shí)施例9以下就多層型鋰離子電池的制造方法進(jìn)行說明，所說的電池是用與實(shí)施例8同樣的電極，將兩面粘接有隔板的正極1和負(fù)極2以交互設(shè)置方式盤卷制成具有如附圖2所示形狀的平板狀卷層形積層結(jié)構(gòu)。
(電池的制作)與實(shí)施例8同樣制造了兩面粘接有隔板的帶狀正極1和負(fù)極2。
在將正極1(或負(fù)極)粘接在其間的帶狀隔板的一個表面上，涂布與上述實(shí)施例8相同的粘接劑，將此粘接有隔板的正極1的一端按一定尺寸折疊，將上述粘接有隔板的負(fù)極2(或正極)夾在折縫之間疊合后，將此負(fù)極2(或正極)折疊包圍之前的正極1(或負(fù)極)的折曲端面，在相對面上涂布粘接劑，然后將其隔板面之間用粘接劑粘接的同時盤卷正極1和負(fù)極2，制成具有數(shù)層電極層疊體的電池體，一邊擠壓此電池體一邊真空干燥，制成具有附圖2所示形狀的平板狀卷形積層結(jié)構(gòu)的電池結(jié)構(gòu)體。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性可以作為書本式電腦和手機(jī)等便攜式電子設(shè)備的二次電池使用，能夠提高電池的性能，同時也能實(shí)現(xiàn)小型輕量化和形狀任意化。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的制造方法，在所說的電池中隔板處于相對設(shè)置的正極和負(fù)極之間，其特征在于包括以下工序分別單獨(dú)固定隔板，使所說的隔板至少覆蓋所說的正極和負(fù)極的上述相對面的工序；以及將被所說的隔板覆蓋的正極和負(fù)極的各隔板面之間重疊固定的工序。
2.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于正極和負(fù)極與各隔板均是利用粘接進(jìn)行固定的。
3.權(quán)利要求2所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于正極和負(fù)極與各隔板的粘接，是用聚偏氟乙烯的均聚物或共聚物進(jìn)行的。
4.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于將重疊的隔板面之間粘接起來。
5.權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的隔板面之間的粘接，是利用多孔膜進(jìn)行的。
6.權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的制造方法，其特征在于其中所說的隔板面之間的粘接，是利用加熱和加壓的方式進(jìn)行的。
7.一種鋰離子電池，其特征在于是備有以下電極層疊體的電池，在所說的電極層疊體中，正極和負(fù)極之間至少具有兩片隔板，在上述正極和負(fù)極與隔板之間以及各隔板之間均有粘接層。
8.權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于其中具有數(shù)層電極層疊體。
9.權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于其中所說的數(shù)層電極層疊體，是將兩面粘接有隔板的正極和負(fù)極交互層疊形成的。
10.權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于其中所說的數(shù)層電極層疊體，是將兩面粘接有隔板的帶狀正極和負(fù)極，以正極和負(fù)極交互設(shè)置的方式盤卷而成的。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種鋰離子電池及其制造方法,這種電池能夠容易制造,體積小而且不易產(chǎn)生短路。該方法包括:分別單獨(dú)固定隔板(10和20),使所說的隔板至少覆蓋正極(1)和負(fù)極(2)相對面的工序;以及將被上述隔板覆蓋的正極和負(fù)極上各隔板面之間重疊固定的工序。這樣一來,由于正極和負(fù)極的相對面分別被各自的隔板覆蓋后才將正極和負(fù)極重疊起來,所以很難產(chǎn)生偏移,而且即使產(chǎn)生偏移,因?yàn)閮呻姌O的相對面被隔板所覆蓋,所以電極之間很難產(chǎn)生短路。因?yàn)檫@種電池具有這樣一種電極層疊體,其中正極和負(fù)極之間至少有兩片隔板,在上述正極和負(fù)極與隔板之間以及在隔板之間均有粘接層(3),所以即使制成具有數(shù)層電極層疊體的積層電極型的電池,也能容易制成體積小且電極間不易產(chǎn)生短路,電池容量大而實(shí)用的鋰離子電池。
文檔編號H01M2/16GK1255249SQ9880495
公開日2000年5月31日 申請日期1998年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月5日
發(fā)明者吉田育弘, 村井道雄, 犬塚隆之, 相原茂, 竹村大吾, 鹽田久, 荒金淳, 漆畑廣明, 濱野浩司 申請人:三菱電機(jī)株式會社